Коммутатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ э а СПУБЛИН; 594 НОЗ К 17 5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т л иопит ель ч а о нап ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Скаржепа В.А. и др, Устройства автоматики на тиристорах, Киев, "Техника", .1974, с. 160.Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тирис торов. - Энергия, 1977, рис. 2-16,(54)(57) 1, КОММУТАТОР, содержащий последовательную цепочку из нагрузки, первого тиристора и дросселя, подключенную к первому полюсу источника постоянного напряжения, блок тиристорно-конденсаторной коммутации, выход которого подключен параллельно дросселю, узел предварительной зарядки, выход которого подключен к конденсатору блока тиристорно-конденсаторной коммутации, первый вентиль, первый вывод которого соединен с одноименным выводом первого тиристора и первым выводом дросселя, блок управления, первый выход которого соединен с входом первого тиристора, а второй и третий выходы подключены к входам блока тиристор= но-конденсаторной коммутации, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения КПД коммутатора, введены второй тиристор, второй вентиль и накопитель, причем второй тиристор включен согласно с первь 1 м тиристором между вторым выводом дросселя и вторым полюсом источника постоянного напряжения, накопитель включен между вторым выводом первого вентиля и цервым выводом второго вентиля, второй вывод которого соединен с одноименным выводом второго тиристора, вход узла предварительной зарядки подключен к накопителю, а вход второго тиристора соединен с первым выходом блока управления.2. Коммутатор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что по край- С ней мере один из вентипей ,:выполнен управляемым, блок управления снаб жен дополнительным выходом, подключенным к управляющему входу вентиля,Коммутатор по п. 2,ю щ и й.с я тем, что нлючен к источнику постояжения.Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение для коммутации мощных нагрузок,например силовых преобразователейили источников питания лазеров,Известен коммутатор, содержащийпоследовательно соединенные тиристор,дроссель, нагрузку и источник постоянного напряжения, а также тиристорно-конденсаторный узел запирания, 10Недостатком этого коммутатора является перенапряжение на элементахустройства.Ближайаим по технической сущности к изобретению является коммутатор, содержащий тиристор, дроссель инагрузку, соединенные последовательно с источником постоянного напряжения, а также блок тиристорно-конденсаторной коммутации, узел предварительной зарядки, вентиль и блок управления, В этом устройстве перенапряжения ограничиваются эа счет вентиля, включенного параллельно дросселя, Однако К 1 Щ получается низким,так как избыточная энергия дросселярассеивается в виде тепла на вентиле. Целью изобретения является ловы-. 30шение КПД коммутатора,Для достижения этой цели в коммутатор, содержащий последовательнуюцепочку из нагрузки первого тиристора и дросселя, подключенную кпервому полюсу источника постоянного напряжения, блок тиристорно-конденсаторной коммутации, выход которого подключен параллельно дросселю, узел предварительной зарядки,выход которого подключен к конденсатору блока тиристорно-конденсаторной коммутации, первый вентиль,один вывод которого соединен с одноименным выводом первого тиристораи первым выводом дросселя, блок управления, первый выход которого соединен с входом первого тиристора, авторой и третий выходы подключены квходам блока тиристорно-конденсаторной коммутации, введены второй тиристор второй вентиль и накопитель,причем второй тиристор включен согласнос первым тиристором междувторы вывода дросселя и вторыполюсом источника постоянного напряжения, накопитель включен между вторым выводом первого вентиля и первым выводом второго вентиля, другой вывод которого соединен с одноимен", ным выводом второго тиристора, вход угла предварительной зарядки подключен к накопителю, а вход второго тиристора соединен с первым выходом блока управления.При этом в коммутаторе по крайней мере один иэ вентилей может быть выполнен управляемым, блок управления может быть снабжен дополнительным выходом, подключенным к управляющему входу вентиля. Кроме того, накопитель может быть подключен к источнику постоянного напряжения,На чертеже приведена принципиаль- Фная электрическая схема коммутатора,Коммутатор содержит источник 1 постоянного напряжения, к первому полюсу которого нбдключена последовательная цепочка иэ нагрузки 2, первого тиристора 3 и дросселя 4, параллельно которому подключен выход блока 5 тиристорно-конденсаторной коммутации, который может быть выполнен в виде симметричной мостовой схемы или несимметричной мостовой схемы; Между вторым полюсом источника и выводом дросселя 4 согласно с тиристором 3 включен второй тиристор 6, К конденсатору блока 5 подключен выход узла 7 предварительной зарядки. С катодом тиристора 3 соединен катод первого вентиля 8, между анодом которого и катодом второго вентиля 9 включен накопитель 10. Анод вентиля 9 соединен с анодом тиристора 6. Вход узла 7 подключен к накопителю 10. Первый выход блока 11 управления соединен с входами тиристоров 3 и 6, а второй и третий выходы блока 11 подключены к входам блока 5. При выполнении одного из вентилей 8, 9 управляемым его вход подключают к дополнительному выходу блока 11.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии тиристоры 3, 6 и вентили 8, 9 закрыты. Источник 1 имеет напряжение Е, напряжение накопителя 10, например, 2 Е, до такого же напряжения заряжен конденсатор блока 5 с помощью узла 7, При поступлении от блока 11 управления первого импульса на входы тиристоров 3 и 6 они открываются напряжение от источника 1 прикладывается к нагрузке 2 и по цепи 1-2- 3-4-6 начинает протекать ток. Через3 10 некоторое время второй управляющий импульс от блока 11, поданный на вход 1 блока 5, запускают его, На выходе блока 5 появляется напряжение, которое прикладывается к дросселю 4 и тиристорам З.и,.б. Поскольку полярность напряжения обратная, то тиристоры 3, 6 закрываются и ток через нагрузку прерывается.После эапирания тпристоров И, 6 в колебательном контуре, образованном дросселем 4,и конденсатором в блоке 5, начинается колебательный процесс, Конденсатор сначала разряжается до нуля, потом стремится переэарядиться.до напряжения, значительно превьипающего величину 2 Е. Но при достижении значения, равного напряжению на накопителе 10, открываются вентили 8 и 9. На этом уровне фиксируется напряжение на кон- денсаторе блока 5. Оставщаяся избы-точная энергия, образующаяся при протекании тока нагрузки 2, иэ дросселя 4 через вентили 8, 9 сбрасывается в накопитель 10. В следующем цикле коммутатор работает аналогично, Как видно из описания работы устройства, избыточная энергия полностью сбрасывается в накопитель и может быть испольэоваВ 22627на в дальнейщем. Это обстоятельствоопределяет высокий КПД коммутатора.При необходимости уровень напря-,жения на конденсаторе блока 5 может быть изменен. Для этого достаточно изменить напряжение на накопителе 1 О или вентиль 8(9) выполнить управляемым (на фиг. 1 показано штриховой линией). Тогда при до стижении требуемого значения напряжения на конденсаторе блока 5 вентиль 8(9) открывается по сигналуот блока 11 В результате появляется возможность изменять напряжение 15 на конденсаторе блока 5 в щирокнхпределах и тем самым устанавливатьнагрузочную (перегрузочную) способность устройства, а также эффективно ограничивать напряжение иа эле ментах схемы.В качестве йакопителя 10 можноиспользовать, в частности, аккумуляторы. Накопитель 10 может бытьподсоединен к источнику 1, еслй 25 требуются одинаковые напряженйя, Накопитель 10 может представлять собой фильтр источника 1.Узел 7 предназначен для первоначальной зарядки конденсатора блока 36 5. В простейщем случае узел 7 можетбыть выполнен в виде высокоомныхрезисторов.